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《西安理工大学》 2000年
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黄土结构性模型及黄土渠道的浸水变形试验与数值分析

胡再强  
【摘要】:本文通过室内原状黄土、人工制备结构性黄土所进行的侧限压缩及浸水试 验,常规三轴剪切试验,等应力比试验,不同应力水平下三轴浸水变形试验, 等吸力三轴剪切实验,充分扰动饱和黄土的三轴压缩试验及原状黄土中土─水 特征曲线的量测试验,研究了非饱和黄土结构性及其影响因素以及黄土结构特 性对其力学特性的影响。并借助原状黄土试样和三轴浸水变形试样的微观电镜 扫描分析,研究了非饱和结构性黄土的湿陷机理、显微结构与黄土湿陷性的关 系。 在以上室内试验的基础上,应用充分扰动饱和粘土的稳定孔隙比和稳定状 态原理,根据不可逆变形系由团块之间的滑移和团块的破碎两种机理所引起的 概念,在土体损伤演化定律的条件下,建立了非饱和黄土的屈服函数和损伤函 数。最终,得到了非饱和原状结构性黄土的结构性数学模型。用本文所提出的 本构模型编制数值计算程序,并对侧限压缩试验、单轴湿陷试验和不同应力水 平下的三轴浸水变形试验进行了验证及分析,计算结果和试验结果比较接近。 为了研究湿陷性黄土渠道浸水后的变形和破坏规律及其进一步验证本文所 提出的黄土结构性数学模型的合理性和正确性,本文作者应用人工制备结构性 黄土制成模型渠道,在离心机上研究了模型渠道浸水变形、模型渠道坡体土体 中吸力变化及浸湿发展过程,揭示了湿陷性黄土渠道在浸水过程中渠道边坡变 形破坏的形式、破坏机理及其影响因素。 根据本文所提出的黄土结构性本构模型和室内试验结果,采用单相孔隙流 动的假定,编制了分析计算非饱和黄土固结的平面问题的有限元程序,有限元 计算中应用了黄土结构本构模型,进行了两种不同方案的非饱和结构性黄土渠 道模型离心试验的有限元数值模拟,计算得到了渠道边坡土体中吸力随时间变 化曲线,模型渠道浸水变形关系,模型渠道边坡土体中浸湿峰面随时间的发展 关系曲线,计算结果与离心模型试验的实测结果比较接近。说明非饱和黄土的 结构性模型和采用单相孔隙流动的方法编制的有限元数值计算程序能够正确计 算和合理模拟非饱和黄土的结构性和湿陷性等力学特性。本文提出的本构模型 和有限元分析方法为通过数值模拟预测黄土渠道和其它黄土工程在受力和浸水 共同作用下的变形提供了一个有希望的前景。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2000
【分类号】:TV223.21;TV672.9;TU444

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前8条
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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【参考文献】
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【共引文献】
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5 马明江;某泵站边坡土质特性研究[J];四川建筑科学研究;2005年03期
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7 李辉;曾月进;曾明顺;姜建华;杨彩虹;裴寒蕊;;土的弹塑性与先期固结压力的试验研究[J];四川建筑科学研究;2008年03期
8 钱坤;尹新生;朱珊;佴磊;;三维地基沉降计算公式的改进与比较[J];四川建筑科学研究;2009年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 徐辉;张光永;王靖涛;;黏土不排水条件下的应力路径损伤本构模型[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
2 夏旺民;郭增玉;;黄土弹塑性损伤本构模型基本构架研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
3 周厚德;介玉新;;基于有限元的弯矩计算中若干问题探讨[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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5 殷宗泽;朱俊高;;真三轴仪的改进[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
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7 柳艳华;黄茂松;;循环荷载下结构性软粘土的边界面弹塑性模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
8 李忠友;刘元雪;周建廷;王培勇;周家伍;;基于能量耗散原理的各向同性损伤本构模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
9 李广信;司韦;张其光;;非饱和土的清华弹塑性模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
10 邵生俊;;黄土的结构性参数、强度特性及弹塑性本构模型[A];第一届全国岩土本构理论研讨会论文集[C];2008年
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7 田林;骨架—密实型水泥稳定级配碎石抗裂特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
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2 王士革;填方路基下长短桩复合地基沉降特性研究[D];郑州大学;2010年
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【同被引文献】
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6 王国波;杨林德;马险峰;郑永来;;地铁车站结构三维地震响应及土非线性分析[J];地下空间与工程学报;2008年02期
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9 吴紫汪,蒲毅彬,马巍,常小晓;冻土蠕变过程体积变化的CT分析[J];冰川冻土;1995年S1期
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8 蒋明镜;沈珠江;本乡隆夫;福田光治;足立纪尚;冈二三生;;大深度天然土的孔隙水压力系数[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
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10 王在泉;余锋;陆文兴;;软弱夹层的流变模型及长期强度研究[A];中国岩石力学与工程学会第三次大会论文集[C];1994年
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【二级引证文献】
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4 刘元雪;周家伍;李忠友;;土体损伤复合体理论的几个基本问题[J];地下空间与工程学报;2010年S2期
5 苗强强;陈正汉;张磊;钱尼贵;张俊豪;;非饱和含黏砂土强度、变形和水量变化特性研究[J];地下空间与工程学报;2011年01期
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1 夏旺民;郭增玉;;黄土弹塑性损伤本构模型基本构架研究[A];第九届全国岩土力学数值分析与解析方法讨论会论文集[C];2007年
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8 胡再强,沈珠江,谢定义;结构性黄土吸力的试验研究[J];煤田地质与勘探;2004年03期
9 孙长龙,王宝田,殷宗泽,哈双,王福升;宁夏膨胀土地基浸水变形规律试验研究[J];河海大学学报(自然科学版);1997年02期
10 胡再强,谢定义,沈珠江;非饱和黄土渠道浸水变形的离心模型试验研究[J];西安理工大学学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 蒋明镜;沈珠江;;结构性黄土湿陷性指标室内测定方法[A];西部大开发 科教先行与可持续发展——中国科协2000年学术年会文集[C];2000年
2 王常明;张淑华;王钢城;周波;武恒;林容;;含水量对结构性土力学性状的影响[A];第三届全国岩土与工程学术大会论文集[C];2009年
3 齐吉琳;谢定义;;孔隙分布曲线与土的结构性[A];中国土木工程学会第八届土力学及岩土工程学术会议论文集[C];1999年
4 李国英;刘玉年;;砂石料浸水变形三维有限元分析[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
5 左元明;张文茜;沈珠江;;小浪底坝石料浸水变形特性研究[A];第一届华东岩土工程学术大会论文集[C];1990年
6 孟庆山;刘观仕;胡明鉴;郭爱国;;石灰改性粉质黏土力学特性试验研究[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
7 孟庆山;师旭超;刘观仕;胡明鉴;郭爱国;;石灰改性粉质黏土力学特性试验研究[A];第二届全国岩土与工程学术大会论文集(下册)[C];2006年
8 余雄飞;赵峥嵘;;黄土的湿度定名法及修正库伦定律[A];新疆水利学会获奖论文集(1989-1998)[C];1999年
9 卢肇钧;;关于土力学发展与展望的综合述评[A];中国土木工程学会第八届年会论文集[C];1998年
10 汪宏年;杨善德;陶宏根;刘甲辰;孙文军;;层状介质中感应测井的响应特征与反演结果的误差分析[A];2000年中国地球物理学会年刊——中国地球物理学会第十六届年会论文集[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 王宙洁;解决失衡无“单国药方” G20、IMF联手会诊[N];上海证券报;2011年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 胡再强;黄土结构性模型及黄土渠道的浸水变形试验与数值分析[D];西安理工大学;2000年
2 李宏儒;结构性黄土破损变形发展演化特性的研究[D];西安理工大学;2009年
3 张先伟;结构性软土蠕变特性及扰动状态模型[D];吉林大学;2010年
4 颜斌;洛川剖面黄土的结构性及其力学特征研究[D];长安大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曹程明;湿载耦合作用下结构性黄土的有效应力本构关系研究[D];西安理工大学;2010年
2 梁永恒;结构性黄土的等效固结变形特性试验研究[D];西安理工大学;2010年
3 方绪顺;砂砾石料浸水变形特性研究及砂砾石坝蓄水变形的数值模拟[D];河海大学;2005年
4 李丽;信用风险模型的比较与分析[D];云南师范大学;2004年
5 陈辉;黄土结构性试验研究及结构性本构模型[D];西安建筑科技大学;2008年
6 张腾;非饱和黄土的结构性及其弹塑性本构模型研究[D];西安理工大学;2006年
7 钱亚俊;高心墙坝应力变形特性研究[D];南京水利科学研究院;2005年
8 于崇;冻融作用下辽西风积土结构性研究[D];辽宁工程技术大学;2007年
9 孙振远;堆石料工程特性及面板堆石坝应力变形研究[D];南京水利科学研究院;2003年
10 周飞飞;湿陷性黄土的增湿结构性非线性本构模型研究及应用[D];西安理工大学;2006年
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